實驗1基本儀器儀表的使用及基本定理的測定

1、實驗1 基本儀器儀表的使用及基本定理的測定一、實驗目的（1）熟悉電工實驗工作臺的結(jié)構(gòu)特點及其器件的使用，掌握實驗的基本方法。（2）熟悉電工儀器儀表的主要技術(shù)性能指標及其使用方法，掌握電壓、電流等電路基本參數(shù)的測量方法和測量誤差的計算方法。（3）驗證基爾霍夫定律和疊加原理的正確性，加深對基爾霍夫定律和疊加原理的理解。二、實驗設(shè)備及材料通用電學實驗臺，直流穩(wěn)壓電源，直流電壓表、直流電流表（或萬用表），電阻和導線一批。三、實驗原理1、電路基本參數(shù)測量電壓、電流等電路基本參數(shù)測量，主要是利用電壓表、電流表（或萬用表）進行直接測量。在測量電壓時，應(yīng)把電壓表并聯(lián)在被測負載的兩端。為了使電壓表并入后盡量不影

2、響電路原工作狀態(tài)，要求電壓表的內(nèi)阻遠大于被測負載的電阻。測量電流時，電流表必須串聯(lián)在被測電路中。電流表的內(nèi)阻都很小，如果把電流表并接在負載兩端，電流表將因流過很大的電流而燒毀。測量直流電壓和直流電流時，常用磁電式電流表。在使用時必須注意儀表的正負極性必須和電路一致，否則儀表的指針將會反轉(zhuǎn)，可能造成儀表損壞。測量交流電壓和交流電流時，常用電磁式電流表。交流表的使用方法與直流表相同，只是沒有極性之分，其測量的是有效值。2、基爾霍夫電流定律KCL和電壓定律KVLKCL指出：在電路中，在任何時刻，流進和流出任何一個節(jié)點的電流代數(shù)和為零。即：i(t)=0，或 I =0 (直流電路）。KVL指出：在電路中

3、，在任何時刻，任何一個回路或網(wǎng)絡(luò)的電壓降的代數(shù)和為零。即：u(t)=0，或 U =0 (直流電路）。KCL和KVL是電路分析理論中最重要的基本定律，適用于線性電路、非線性電路、時變或非時變電路的分析和計算；也適用于時域或其他域（如頻域）電路。3、疊加原理在線性電路中，任何一條支路的電流（或其兩端的電壓），都可以看成是由電路中各個電壓源（或電流源）單獨作用時，在此支路中產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。某電壓源（或電流源）單獨作用時，其他所有電壓源（或電流源）均置零，即理想電壓源短路，理想電流源開路。4、實驗電路圖1 實驗1實驗電路實驗電路如圖1所示，其中電路元件的參考值為： R1=150，R2=1

4、00，R3=300，R4=100，R5=200，US1=12V，US2=6V。四、實驗內(nèi)容1、電路基本參數(shù)測量（基本測量方法練習實驗）（1）按圖所示連接實驗電路。（2）以圖中的G點作為電位的參考點，用直流電壓表（或萬用表直流電壓檔）分別測量各點的電位UA、UB、UC、UD、UE，及相鄰兩點之間的電壓值UAB、UBC、UCD、UDE、UEG、U GA，并對以上測量項目進行理論計算，將數(shù)據(jù)記入表1-1中。表11電壓測量數(shù)據(jù)記錄 /V測量項目UAUBUCUDUEUABUBCUCDUDEUEGUGA測量值計算值相對誤差（3）用直流電流表（或萬用表直流電流檔）分別測量圖1中三支路電流I1、I2及I3，并

5、對以上測量項目進行理論計算，將數(shù)據(jù)記入表1-2中。表1-2 電流測量數(shù)據(jù)記錄與基爾霍夫電流定律的驗證 /mA測量項目I1I2I3 I (節(jié)點C)測量值計算值相對誤差實驗注意事項：使用指針式儀表時，要特別注意指針的偏轉(zhuǎn)情況，及時調(diào)換表筆的極性，防止指針打彎或損壞儀表。電位是相對于某參考點的電壓值。測量電位時，把萬用表調(diào)到相應(yīng)的電壓量程，用負極黑色表筆接參考電位點，正極用紅色表筆接觸被測點。若指針正向偏轉(zhuǎn)，則表明該點電位為正，即高于參考點電位；若指針反向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)調(diào)換萬用表的表筆，此時讀出的讀數(shù)應(yīng)加一負號，表明該點電位低于參考點電位。 電壓是任意兩端之間的電位差。如測量電壓UAB時，應(yīng)先用黑色表筆接

6、B點，用紅色表筆接A點。若指針正向偏轉(zhuǎn)，則表明該電壓值為正；若指針反向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)調(diào)換萬用表的表筆，并表明該電壓值為負值。直流電流的測量同樣應(yīng)注意標定的參考方向與及數(shù)值的正負問題。測量直流電流時，首先按標定的電流參考方向（從正極流向負極）接入直流電流表，若指針正向偏轉(zhuǎn)，則表明該電流值為正，實際電流方向與參考方向相同；若指針反向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)調(diào)換萬用表的表筆，并表明該電壓值為負值，實際電流方向與參考方向相反。所有需要測量的電壓、電流值，均應(yīng)以電壓表、電流表測量的讀數(shù)為準，不能采用電源表盤的指示值。要防止電壓源兩端碰線電路、電流源兩端開路。注意及時更換儀表的量程。使用萬用表時還要注意測量對象，特別注意不要把

7、電流表并聯(lián)在電路的兩端。2、基爾霍夫定律的驗證（驗證性實驗）（1）選擇實驗電路中的任何一個閉合回路，直接引用表1-1中已有的電壓測量數(shù)據(jù)，填寫表1-3，驗證基爾霍夫電壓定律的正確性。（2）根據(jù)前面電流測量數(shù)據(jù)（表1-2），驗證基爾霍夫電流定律的正確性（直接填入表1-2中）。表1-3 基爾霍夫電壓定律的驗證 /V測量 項目回路ABCGA回路CDEGC回路ABCDEGAUABUBCUCGUGAUUCDUDEUEGUGCU測量值（利用左邊數(shù)據(jù)驗證）計算值3、疊加原理的驗證（綜合設(shè)計性實驗）參照基爾霍夫定律的驗證實驗，設(shè)計驗證疊加原理的實驗。要求設(shè)計驗證實驗電路（給出電路中各元器件的具體參數(shù)），列出實驗所需要的主要設(shè)備和材料，寫出實驗內(nèi)容（實驗方法與步驟），畫出相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)記錄表格，并進行實驗驗證。五、預習要求 1、學習實驗室規(guī)章制度和安全用電知識。熟悉實驗室供電情況。2、到實驗室熟悉實驗使用的實驗工作臺，了解實驗器件，掌握實驗方法。3、閱讀常用電工儀器儀表說明書（使用手冊），了解儀器儀表的主要技術(shù)性能指標及其使用方法。熟悉電壓、電流等電路基本參數(shù)的測量方法和測量誤差的計算